LUIS GUSTAVO ESLAVA CARREÑO CHRISTIAN ALEJANDRO PINEDA TORRES FUNDAMENTOS DE TERMODINAMICA INGENIERÍA ELECTRONICA MAQUINA DIÉSEL LUIS GUSTAVO ESLAVA CARREÑO CHRISTIAN ALEJANDRO PINEDA TORRES

CICLO DIESEL El ciclo del motor diésel (en contraposición al ciclo rápido, más aproximado a la realidad) ideal de cuatro tiempos es una idealización del diagrama del indicador de un motor diésel, en el que se omiten las fases de renovación de la carga, y se asume que el fluido termodinámico que evoluciona es un gas perfecto, en general aire.

DIAGRAMA PV

1. ADMISIÓN DE AIRE (0,1) El pistón baja con la válvula de admisión abierta, aumentando la cantidad de aire en la cámara. Esto se modela como una expansión a presión constante (ya que al estar la válvula abierta la presión es igual a la exterior).

2. COMPRESIÓN (1,2) El pistón sube comprimiendo el aire. Dada la velocidad del proceso se supone que el aire no tiene posibilidad de intercambiar calor con el ambiente, por lo que el proceso es adiabático. Se modela como la curva adiabática reversible 1→2, aunque en realidad no lo es por la presencia de factores irreversibles como la fricción.

3. COMBUSTIÓN (2,3) Un poco antes de que el pistón llegue a su punto más alto y continuando hasta un poco después de que empiece a bajar, el inyector introduce el combustible en la cámara. Al ser de mayor duración que la combustión en el ciclo Otto, este paso se modela como una adición de calor a presión constante. Éste es el único paso en el que el ciclo Diesel se diferencia del Otto.

4. EXPANSIÓN (3,4) La alta temperatura del gas empuja al pistón hacia abajo, realizando trabajo sobre él. De nuevo, por ser un proceso muy rápido se aproxima por una curva adiabática reversible

5. ESCAPE (4,1 y 1,0) Se abre la válvula de escape y el gas sale al exterior, empujado por el pistón a una temperatura mayor que la inicial, siendo sustituido por la misma cantidad de mezcla fría en la siguiente admisión. El sistema es realmente abierto, pues intercambia masa con el exterior. No obstante, dado que la cantidad de aire que sale y la que entra es la misma podemos, para el balance energético, suponer que es el mismo aire, que se ha enfriado. Este enfriamiento ocurre en dos fases. Cuando el pistón está en su punto más bajo, el volumen permanece aproximadamente constante y tenemos la isócora D→A. Cuando el pistón empuja el aire hacia el exterior, con la válvula abierta, empleamos la isobara A→E, cerrando el ciclo.

(n) EN FUNCION DE TEMPERATURAS

(n) EN FUNCION DE VOLÚMENES

(n) EN FUNCION DE VOLÚMENES

EFICIENCIA(n)

HISTORIA El motor diésel fue inventado en 1893 por el ingeniero alemán Rudolf Diesel, empleado de la firma MAN, que por aquellos años ya estaba en la producción de motores y vehículos de carga de rango pesado.

MOTOR DIESEL El motor diésel es un motor térmico que tiene combustión interna alternativa que se produce por la autoignición del combustible debido a altas temperaturas derivadas de la alta relación de compresión que posee, según el principio del ciclo diésel.

PARTES El motor diésel de cuatro tiempos está formado básicamente por las siguientes mismas piezas que un motor de gasolina, algunas de las cuales son: Árbol de levas Culata Válvulas Bloque del motor Segmentos Pistón Bielas Cigüeñal Volante Cárter

APLICACIONES Maquinaria pesada o agrícola de cuatro tiempos, camiones de carga, colectivos de corta y larga distancia y algunas furgonetas y furgones. Automóviles de turismo y de competición. Propulsión ferroviaria 2T. Propulsión marina de cuatro tiempos hasta una cierta potencia; a partir de ahí dos tiempos. Vehículos de propulsión a oruga. Grupos generadores de energía eléctrica (centrales eléctricas y de emergencia). Accionamiento industrial (motobombas, compresores, motores estacionarios etc., especialmente de emergencia). Propulsión aérea (en desuso paulatino).

REFERENCIAS Kates, E. J., & Luck, W. E. (1982). Motores diesel y de gas de alta compresión. Reverté. Agudelo, A., Agudelo, J., & Benjumea, P. (2008). Diagnóstico exergético del proceso de combustión en un motor Diesel. Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia, (45), 41-53. Hernández, R. P., & Brown, F. A. (1995). Eficiencia y relación de compresión en un ciclo Diesel a tiempo finito. Revista Mexicana de Física, 42(4), 684-691.